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機械学習に基づく農業水利施設設計の完全自動化

研究課題

研究課題/領域番号 18K05880
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

珠玖 隆行  岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (70625053)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード機械学習 / 設計自動化 / 既設構造物 / ガウス過程回帰 / ニューラルネットワーク / 地盤モデリング / 3次元 / エミュレータ / 判断の定量化 / スパースモデリング / 言語処理 / 統計的言語処理
研究成果の概要

本研究では,「機械学習に基づいた農業水利施設設計の完全自動化」の実現へ向けた基礎的研究課題,具体的には完全自動化のための要素技術の開発に取り組んだ.本研究を通して,①限られた地盤調査データから,設計に利用可能な3次元の地盤モデルを自動で構築できる方法論の構築,②設計計算(力学モデルを用いた計算)を実施することなく設計結果が得られるサロゲートモデルを構築,することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,これまで技術者により行われていた設計を機械により代替しようとする研究であり,業務の効率化だけでなく,技術者不足という業界の根本的な問題の解決にも貢献できる社会的意義のある研究である.また,データの少ない施設設計・施工の分野でも機械学習の方法論が適用可能であることを示した学術的意義もある研究である.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 8件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National University of Singapore(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Data-driven subsurface modelling using a Markov random field model2023

    • 著者名/発表者名
      Shuku Takayuki、Phoon Kok-Kwang
    • 雑誌名

      Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards

      巻: 17 号: 1 ページ: 41-63

    • DOI

      10.1080/17499518.2023.2181973

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of data-driven site characterization methods through benchmarking: Methodological and application aspects2023

    • 著者名/発表者名
      Shuku, T. and Phoon, K.K
    • 雑誌名

      ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part A: Civil Engineering

      巻: 9(2) 号: 2

    • DOI

      10.1061/ajrua6.rueng-977

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Geotechnical uncertainty, modeling, and decision making2022

    • 著者名/発表者名
      Phoon Kok-Kwang、Cao Zi-Jun、Ji Jian、Leung Yat Fai、Najjar Shadi、Shuku Takayuki、Tang Chong、Yin Zhen-Yu、Ikumasa Yoshida、Ching Jianye
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 62 号: 5 ページ: 101189-101189

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2022.101189

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 量子アニーリングによる地盤構造物の最適設計に関する基礎研究2022

    • 著者名/発表者名
      SHUKU Takayuki、YAMAMOTO Shinya
    • 雑誌名

      土木学会論文集C(地圏工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: 116-127

    • DOI

      10.2208/jscejge.78.2_116

    • ISSN
      2185-6516
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Benchmark examples for data-driven site characterisation2022

    • 著者名/発表者名
      Phoon Kok-Kwang、Shuku Takayuki、Ching Jianye、Yoshida Ikumasa
    • 雑誌名

      Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards

      巻: 1 号: 4 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1080/17499518.2022.2025541

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Case Histories on 2D/3D Underground Stratification Using Sparse Machine Learning2021

    • 著者名/発表者名
      T. Shuku and J. Ching
    • 雑誌名

      International Journal of Geoengineering Case Histories

      巻: 6 ページ: 35-47

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional subsurface modeling using Geotechnical Lasso2021

    • 著者名/発表者名
      Shuku Takayuki、Phoon Kok-Kwang
    • 雑誌名

      Computers and Geotechnics

      巻: 133 ページ: 104068-104068

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2021.104068

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Challenges in data-driven site characterization2021

    • 著者名/発表者名
      Phoon Kok-Kwang、Ching Jianye、Shuku Takayuki
    • 雑誌名

      Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards

      巻: 1 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1080/17499518.2021.1896005

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bayesian Updating of Model Parameters by Iterative Particle Filter with Importance Sampling2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Ikumasa、Shuku Takayuki
    • 雑誌名

      ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part A: Civil Engineering

      巻: 6 号: 2 ページ: 04020007-04020007

    • DOI

      10.1061/ajrua6.0001047

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trend estimation and layer boundary detection in depth-dependent soil data using sparse Bayesian lasso2020

    • 著者名/発表者名
      Shuku Takayuki、Phoon Kok-Kwang、Yoshida Ikumasa
    • 雑誌名

      Computers and Geotechnics

      巻: 128 ページ: 103845-103845

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2020.103845

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Surrogate models based on sparse estimation for geotechnical reliability analysis2019

    • 著者名/発表者名
      T. Shuku, M. Nishio, S. Nishimura, T. Shibata
    • 雑誌名

      Proc. of 16ARC

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 機械学習に基づく室内試験用メタンハイドレートサンプルの自動選択2019

    • 著者名/発表者名
      珠玖隆行・津田大成・西村伸一・柴田俊文
    • 雑誌名

      構造物の安全性および信頼性

      巻: 9 ページ: 523-524

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Automatic Selection of Methane Hydrate Soil Samples Based on Statistical Data Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Shuku
    • 学会等名
      7th Asian-Pacific Symposium on Structural Reliability and Its Application
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Sparse Polynomial Surrogate Model for Geotechnical Reliability Design2020

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Shuku
    • 学会等名
      7th Asian-Pacific Symposium on Structural Reliability and Its Application
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Takayuki Shuku's website

    • URL

      https://sites.google.com/view/takayukishukuswebsite/home

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 研究者個人website

    • URL

      https://sites.google.com/view/takayukishukuswebsite/home

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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